Erdgeschichte: Wie das Wasser auf die Erde kam

• Wasser bedeckt rund 70 Prozent der Erdoberfläche.
• Es könnte zu einem großen Teil von wasserreichen Asteroiden stammen.
• Um das zu überprüfen, simulierten Forscher Meteoriteneinschläge auf der Erde.

Über den Ursprung des Wassers auf der Erde gibt es verschiedene Theorien. Manche Geologen meinen, dass es von Anfang an im Gestein eingeschlossen war. Andere glauben, dass das Wasser vor rund vier Milliarden Jahren mit Asteroiden auf die Erde gekommen ist. Eine Untersuchung amerikanischer Physiker der Brown University in der Fachzeitschrift Science Advances stützt jetzt die zweite Theorie.

Demnach haben Laborexperimente in Kombination mit theoretischen Modellen gezeigt, dass das in Asteroiden eingeschlossene Wasser in der Hitze des Aufpralls nicht völlig verdampft, sondern dass im Einschlagkrater bis zu 30 Prozent des Wassers eingefangen und eingeschlossen werden - zumindest in bestimmten Gesteinen. Das Wasser, das heute rund 70 Prozent der Erdoberfläche bedeckt, könnte zu einem großen Teil von wasserreichen Asteroiden stammen, schreiben die Forscher.

Die Wissenschaftler Terik Daly und Peter Schultz simulierten einen Asteroideneinschlag, wie er vor vier Milliarden Jahren extrem häufig war, es gab damals ein regelrechtes Bombardement der Erde. Sie nutzten eine vertikale Kanone der Nasa, ein mehrstöckiges Gerät, mit dem man kleine Geschosse mit hoher Geschwindigkeit und aus unterschiedlichen Richtungen auf ein Ziel abfeuern kann. Als Kugeln verwendeten sie erbsengroße Antigorit-Steinchen, die kohlenstoffhaltigen Chondriten ähneln, dem typischen Asteroidenmaterial.

Durch die hohe Energie schmolz das Gestein beim Aufprall

Diese Kügelchen schossen die Forscher auf wasserfreien Bimsstein, der die trockene Erde simulieren sollte. Aufgrund der hohen Aufschlagenergie schmolz der Bimsstein, es entstanden verschiedene Materialien: Impaktgläser, Brekzien-Stücke, also Konglomerate aus eckigen Gesteinstrümmern, und Serpentinklumpen, sogenannte Schichtsilikate.

Trafen die Geschosse mit einer Geschwindigkeit von mehr als 18 000 Kilometern pro Stunde und in einem Winkel von 45 Grad - dem wahrscheinlichsten Auftreffwinkel - auf den Bimsstein, verdampfte das Wasser aus dem Asteroidenmaterial zwar zunächst, wurde aber zu 30 Prozent von den Einschlagschmelzen und in den Brekzien wieder eingeschlossen. So könnte sich langsam immer mehr Wasser auf der Erde angereichert haben, vermuten Daly und Schultz. Es könnte dann später langsam freigesetzt worden sein.

Ein großer Teil des Wassers aus den irdischen Ozeane und Flüssen wäre demnach tatsächlich in der Frühphase des Sonnensystem vor rund 4,6 Milliarden Jahren in seinen eisigen Außenbezirken entstanden und könnte dann in kohlenstoffhaltigen Chondriten eingeschlossen auf die Erde gekommen sein.